占空比可調(diào)方波發(fā)生器

1、占空比可調(diào)方波發(fā)生器TPMK standardization office【TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18菱山丈曇占空比可調(diào)的方波發(fā)生器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目:低通FIR濾波器設(shè)計(jì)與應(yīng)用學(xué)院（系）:電氣工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)：10級(jí)精儀二班 學(xué) 號(hào)：100103020148學(xué)生姓名: 王舟濟(jì)指導(dǎo)教師：孟宗教師職稱(chēng)：副教授占空比可調(diào)的方波發(fā)生器電氣工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)院（系）：電氣工程學(xué)院基層教學(xué)單位：儀器科學(xué)與工程系學(xué)號(hào)100103020148學(xué)生姓名王舟濟(jì)（專(zhuān)業(yè)）精儀二班 班級(jí)設(shè)計(jì)題 目方波發(fā)生器設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的方波發(fā)生器，通過(guò)鍵盤(pán)可以改變方波的

2、 占空比和頻率，并顯示波形的頻率設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)鍵盤(pán)輸入電路、波形的輸出電路、顯示電路（4位數(shù)碼管）； 編制相應(yīng)的程序工作量設(shè)計(jì)的內(nèi)容滿足課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目的與要求，設(shè)計(jì)題目難度和工作 量適合學(xué)生的知識(shí)和能力狀況，工作量飽滿。工作計(jì)劃查閱資料進(jìn)行設(shè)計(jì)準(zhǔn)備、設(shè)計(jì)硬件電路、編制程序，編制程序、驗(yàn) 證設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)任務(wù)書(shū)一參考資料單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用張淑清國(guó)防工業(yè)出版社 單片機(jī)原理及其應(yīng)用技術(shù)張淑清國(guó)防工業(yè)出版社 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)匯編占空比可調(diào)的方波發(fā)生器指導(dǎo)教 師簽字基層教學(xué) 單位主任 簽字說(shuō)明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。年 月曰占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第1貞共 34 頁(yè)

3、目錄摘要.第1章緒論.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容.1. 2設(shè)計(jì)基本要求.第2章 總體方案論證與設(shè)計(jì).2.1方案論述.2.2方波發(fā)生器的硬件組成框圖.第3章方波發(fā)生器原理.3方波發(fā)生器的原理與功能. .3.2鍵盤(pán)控制原理丄.33程序框圖二.34方波波形顯示童系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .4. 1最小單片機(jī)系統(tǒng).4.2小鍵盤(pán)接口電路.4. 3LED顯示電路.4. 4八段數(shù)碼管原理.第5章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).5. 1主程序.5. 2系統(tǒng)初始化子程序.5. 3顯示子程序.5. 4鍵盤(pán)掃描程序.5. 5定時(shí)中斷子程序.5. 6匯編總程序.第6章 系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析.6.1硬件調(diào)試.6. 2軟件調(diào)試.結(jié) 論.附錄:仿真效果圖占空比可

4、調(diào)的方波發(fā)生器第 1 貞共 34 頁(yè)摘要隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， 把計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器和 控制器 （即CPU）、存儲(chǔ)器和多種接口集成在一塊芯片上而成的芯片為單片 機(jī)。單片機(jī)問(wèn)世20年來(lái)，發(fā)展速度之迅猛，應(yīng)用范圍之廣泛是以往任何技術(shù)都 無(wú)法比擬的。單片機(jī)作為嵌入式微控制器其應(yīng)用很普及。近十幾年來(lái)，單片機(jī) 在生產(chǎn)過(guò)程控制、自動(dòng)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集與處理、科技計(jì)算、商業(yè)管理和辦公室 自動(dòng)化等方面獲得了廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)是一個(gè)以單片機(jī)為核心的方波發(fā)生器，通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)輸入電路、波形 的輸出電路、顯示電路的設(shè)計(jì)已經(jīng)程序的編程，實(shí)現(xiàn)通過(guò)鍵盤(pán)改變方波占空比 和頻率，并顯示波形頻率的功能。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)

5、、法波發(fā)生器、頻率、占空比占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第2頁(yè)共 34 頁(yè)第一章緒論單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià) 格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú) 處不在，無(wú)所不為。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智 能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)電子、PC機(jī)外圍以及 網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。單片機(jī)有兩種基本結(jié)構(gòu)形式:一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，將 程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合用一個(gè)存儲(chǔ)器空間的結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為普林斯頓結(jié)構(gòu)。 另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要 較大的程序存儲(chǔ)器.目前的單片機(jī)

6、以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi) 的結(jié)構(gòu)為多。本課題討論的方波發(fā)生器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列 單片機(jī)。1. 1設(shè)計(jì)內(nèi)容本課程設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)一個(gè)方波發(fā)生器，用4位數(shù)碼管顯示方波的頻率。1.2設(shè)計(jì)基本要求頻率可調(diào)，用一個(gè)變阻器來(lái)調(diào)整波形的頻率，頻率調(diào)節(jié)范圍為20Hz2000Hz；占空比可調(diào)，采用兩個(gè)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)増加、減小波形的占空比作用，占空比 調(diào)節(jié)步長(zhǎng)為1%,即每按鍵一次，占空比増加或減少1%。占空比用另外兩位數(shù) 碼管顯示。系統(tǒng)上電時(shí)頻率依變阻器的阻值設(shè)定，占空比設(shè)定為50%。而我們?cè)诖嗽O(shè) 計(jì)的方波發(fā)生器與要求要設(shè)計(jì)的有點(diǎn)區(qū)別，所設(shè)計(jì)的頻率調(diào)節(jié)范圍為lHz15000Hz,以調(diào)節(jié)變阻器的阻

7、占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第3頁(yè)共 34 頁(yè)值來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)節(jié)相對(duì)來(lái)說(shuō)要麻煩些。因 此，頻率也使用按鍵來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，不同的頻率及占空比可以使用不同的按鍵來(lái) 實(shí)現(xiàn)，而以鍵盤(pán)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)各鍵的不同功能；顯示部分可以使用ZLG7290芯片 及數(shù)碼管來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此即可構(gòu)成一個(gè)最小單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。第2章總體方案論證與設(shè)計(jì)在電子技術(shù)領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)方波發(fā)生器的方法有很多種，可以采用不同的原 理及器件構(gòu)成不同的電路，但可以實(shí)現(xiàn)相同的功能。在此次設(shè)計(jì)中，有些地方 與課題原本的具體要求有點(diǎn)不同。如實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)時(shí)，不是按要求利用調(diào)整變 阻器的阻值來(lái)完成的，而是用按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2. 1方案論述基于MCS-51單片機(jī)8051芯片所

8、設(shè)計(jì)的可以實(shí)現(xiàn)鍵位與數(shù)字動(dòng)態(tài)顯示的一 種頻率，占空比可調(diào)方波發(fā)生器。 設(shè)四位數(shù)碼管顯示頻率范圍為1HZ-9999HZ,可任意取1HZ、10HZ、100HZ等值，占空比任意取10%, 20%, 40%, 50%, 80%等 值。通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)上按鍵的操作完成對(duì)所取頻率值，占空比的調(diào)用，以達(dá)到改變 當(dāng)前頻率值，占空比的目的，并使用其八段數(shù)碼管顯示。單片機(jī)對(duì)鍵位進(jìn)行掃 描，確定鍵位的輸入，根據(jù)程序設(shè)計(jì)要求，數(shù)碼管顯示頻率以及占空比改變后 當(dāng)前的數(shù)值，方波發(fā)生器輸出以數(shù)碼管顯示的數(shù)值為頻率的方波?；谝陨纤悸罚蛇M(jìn)行如下功能擴(kuò)展：由于偉福2000仿真實(shí)驗(yàn)箱共有6位 數(shù)碼管，顯示頻率只用其中4位，可使用余下

9、2位進(jìn)行占空比顯示。設(shè)計(jì)思路 同頻率顯示，可選定占空比10、20、50等值，通過(guò)鍵盤(pán)上的兩個(gè)按鍵順序調(diào)換 所選取的占空比值，實(shí)現(xiàn)占空比的可調(diào)控改變。鍵盤(pán)可采用4*4的鍵盤(pán)，但是只選取選取其中的4個(gè)按鍵.其功能分別 為：頻率順向占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第4頁(yè)共 34 頁(yè)増大、頻率逆向減小、占空比順向増大、占空比逆向減小。按鍵 每按下一次，當(dāng)前頻率或占空比轉(zhuǎn)向下一選定的頻率或占空比值。單片機(jī)通過(guò) 輸出方波控制一個(gè)數(shù)碼管的顯用，該數(shù)碼管顯示當(dāng)前所調(diào)換到的頻率及占空 比，并把該數(shù)值當(dāng)做方波發(fā)生器的輸入頻率及輸入占空比。單片機(jī)控制該方波 發(fā)生器以該數(shù)值作為頻率和占空比顯示方波，從而得到我們想要頻率及占空比

10、 的方波。最后，可采用示波器觀察方波波形。2. 2方波發(fā)生器的總體硬件組成框圖簡(jiǎn)單的流程為：主程序掃描鍵盤(pán)，將設(shè)置信息輸入，處理后，輸出到LED顯示器顯示。單片機(jī)用到了兩個(gè)定時(shí)器，即定時(shí)器0與定時(shí)器1,分別進(jìn)行頻 率與占空比的定時(shí)，兩個(gè)定時(shí)器都是工作在方式1。計(jì)算定時(shí)器初值的公式如 下：X = 2N - FOSC/12 x T根據(jù)計(jì)算定時(shí)器初值的公式，計(jì)算出定時(shí)器0與定時(shí)器1所要裝入的初 值。頻率及占空比的顯示電路由74374和74245構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路和LED數(shù)碼顯 示管組成，利用六個(gè)數(shù)碼管來(lái)顯示，有四位是用來(lái)顯示頻率的，有兩位是顯示 占空比的。此電路的鍵盤(pán)由四個(gè)功能鍵（調(diào)節(jié)頻率與占空比的増減

11、）組成，其特殊之 處在于利用外部中斷實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)掃描。功能鍵有兩種種狀態(tài)，一種為正順序調(diào) 換，根據(jù)所取值順向増大的特點(diǎn)，此時(shí)為増大調(diào)節(jié)；另一種為逆順序調(diào)換，同 理，此時(shí)為減小調(diào)節(jié)。頻率和占空比各有一組増大及減小的功能鍵。占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第5頁(yè)共 34 頁(yè)圖2T方波發(fā)生器原理框第3章方波發(fā)生器原理3 1、方波發(fā)生器的原理與功能占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第6貞共 34 頁(yè)方波發(fā)生器的總體原理方框圖如下圖所示:1 D顯 示囲4 1總體原理方框圉由于系統(tǒng)的要求不高，比較單一，再加上我們是通過(guò)定時(shí)器來(lái)調(diào)節(jié)頻率的. 這樣僅用鍵盤(pán)、8051芯片及數(shù)碼顯示管便可完成設(shè)計(jì)，達(dá)到所要求實(shí)現(xiàn)的功 能。3. 2鍵盤(pán)控制

12、原理通過(guò)鍵盤(pán)的控制，可以實(shí)現(xiàn)頻率和占空比的變化。本設(shè)計(jì)僅僅選用四個(gè)數(shù) 碼管顯示頻率，并増加了后兩個(gè)數(shù)碼管顯示占空比的功能。其中，用EXT鍵和LAST鍵控制頻率的變化，每按一下EXT鍵頻率就按著 的順序正向變化到下一個(gè)數(shù)值；每按一下LAST鍵，頻率就反向變化到另一個(gè)數(shù) 值。C鍵和D鍵控制占空比的變化：每按一下C鍵，數(shù)碼管上的顯示數(shù)字就按 照的順序正向變化一個(gè)數(shù)字，每按一下D鍵，數(shù)字就反向變化。其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示：表1頻率-占空比-按鍵對(duì)照表頻率占空比NEXTLASTCD單片機(jī)8色頻率與占 空比數(shù)據(jù)步頁(yè)率與占空:比數(shù)撼占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第7貞共 34 頁(yè)+上一下-上下初始化后單片機(jī)產(chǎn)生初值，

13、將初值以動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示于八段數(shù)碼管， 同時(shí)還對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描。在掃描后，單片機(jī)讀取鍵值，并將鍵值通過(guò)數(shù)碼 管模塊顯示出來(lái)，方波發(fā)生器輸出該頻率，占空比的方波.表2頻率(HZ)-程序代碼對(duì)照表編輯代碼100H00H06H3FH顯不頻率l(HZ)0010編輯代碼200H00H5BH3FH顯示頻率2(HZ)0020編輯代碼300H00H6DH3FH占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第8貞共 34 頁(yè)顯7F頻率3(HZ)0050編輯代碼4OOH06H3FH3FH顯示頻率4(HZ)0100表3占空比()-代碼對(duì)照表編輯代碼15BH3FH顯示占空比(%)20編輯代碼266H3FH顯示占空比(%)40編輯代碼36

14、DH3FH顯示占空比(%)50編輯代碼47DH3FH顯示占空比(%)60編輯代碼57FH3FH顯示占空比(%)803. 4方波波形顯示占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第 9 頁(yè)共 34 頁(yè)圖2頻率100HZ,占空比80%第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4. 1最小單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)的，有條不紊地進(jìn)行工 作。因而時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī) 系統(tǒng)的穩(wěn)定性。常用的時(shí)鐘電路方式有兩種：一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外 部時(shí)鐘方式，這里采用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式，外接晶振。時(shí)鐘電路由片外晶體、 微調(diào)電容和單片機(jī)的內(nèi)部電路組成。選取頻率為11. 0592MHz的晶振，微調(diào)

15、電容 是瓷片電容。占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第10頁(yè)共弭頁(yè)89S52單片機(jī)的P0.7口作為波形輸出口，若接示波器，則可通過(guò)示波器來(lái) 觀察波形，是一個(gè)矩形波。此單元電路包括時(shí)鐘電路、復(fù)位電路，具體電路如圖所示：12345678910111213141516171819204. 2小鍵盤(pán)接口電路方案一：獨(dú)立式鍵盤(pán)個(gè)具有4個(gè)按鍵的獨(dú)立式鍵盤(pán)，每一個(gè)按鍵的一端都接地，另一端接MEGA 16的I/O口。 獨(dú)立式鍵盤(pán)每一按鍵都需要一根I/O線， 占用MEGA 16的 硬件資源較多。因此獨(dú)立式鍵盤(pán)只適合按鍵較少的場(chǎng)合。鍵盤(pán)是一組按鍵或開(kāi) 關(guān)的集合，鍵盤(pán)接口向計(jì)算XP1波形輸出U5GND圖3T單片機(jī)最小系統(tǒng)占空比

16、可調(diào)的方波發(fā)生器第11頁(yè)共弭頁(yè)機(jī)提供被按鍵的代碼。特點(diǎn)：使用方便、結(jié)構(gòu)復(fù) 雜、成本咼。占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第 11 頁(yè)共梵頁(yè)方案二：矩陣式鍵盤(pán)我們采用4x4矩陣式鍵盤(pán)，鍵盤(pán)的行線X0X3通過(guò)電阻接+5V,當(dāng)鍵盤(pán)沒(méi)有鍵閉合時(shí)，所有的行線和列線斷開(kāi)，行線X0X3均呈高電平，如下圖：圖5-2鍵盤(pán)控制LED連接原理圖為了節(jié)省I/O口，使我們的設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行，我們選用方案二矩陣 連接式鍵盤(pán)。為了能夠較為簡(jiǎn)單的編程，和節(jié)省CPU的資源，我們采用定時(shí)掃 描，每隔一段時(shí)間，CPU對(duì)鍵盤(pán)掃描一次，并將鍵值讀入。掃描法是在判定有鍵按下后逐列（或行）置低電平，同時(shí)讀入行（或列） 狀態(tài)，如果行（或列）狀態(tài)出現(xiàn)非全

17、1狀態(tài)，這時(shí)與狀態(tài)行，列交叉點(diǎn)的鍵就 是所按下的鍵。掃描發(fā)的特點(diǎn)是逐列（或行）掃描查詢。這時(shí)，相應(yīng)的行（或 列）應(yīng)有上拉電阻接高電平。當(dāng)鍵盤(pán)上某一鍵閉合時(shí)，該鍵所對(duì)應(yīng)的行線與列線短路，此時(shí)該行線的電 平將由被短路的列線電平所決定。如果將行線接至單片機(jī)的輸入端口，列線接 至單片機(jī)的輸出端口，則在單片機(jī)的控制下使列線Y0為低電平，其余三根列OUTJXT(AtArBOUQ.I-II：grjx |AOkCKBO11O土MsNwgMrablMsNwgMrablctn.to;s sSSSS占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第12頁(yè)共弭頁(yè)線Yl、Y2、Y3均為高電平，然后單片機(jī)讀輸入口狀態(tài)（即鍵盤(pán)行線狀態(tài)），若XO、X

18、I、X2、X3均為高電平，則YO這一列上沒(méi)有鍵閉合，如果讀出的行線 狀態(tài)不全為高電平，則為低電平的行線和Y0相交的鍵處于閉合狀態(tài)。如果YO這一列沒(méi)有鍵閉合，緊接著使列線Y1為低電平，其余列線為高電平，用同樣 的方法檢查Y1這一列有無(wú)鍵閉合，如此類(lèi)推。CPU對(duì)鍵盤(pán)的掃描可以采取程序控制的隨機(jī)方式，CPU空閑時(shí)才掃描鍵 盤(pán)；也可以采取定時(shí)控制方式，每隔一段時(shí)間，CPU對(duì)鍵盤(pán)掃描一次；還可以 采用中斷方式，當(dāng)鍵盤(pán)上有鍵閉合時(shí)，向CPU請(qǐng)求中斷，CPU響應(yīng)鍵盤(pán)發(fā)出的 中斷請(qǐng)求，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，以識(shí)別哪一個(gè)鍵處于閉合狀態(tài)，并對(duì)鍵輸入信息 作相應(yīng)處理。ZUTJ10OVcc圖3-2小鍵盤(pán)接口電路4. 3 L

19、ED顯示電路方案一：靜態(tài)顯示方式RP4=KSB1SW1SB55B6B3WlB7SB4SW1SB8Vcc哇一1Y2A2B2C2D血B c Drcc11 11 11 11NC IMCGUD2YCD4012R-10SW1 SW1 SWl SW111211io8 XP2電占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第13頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)靜態(tài)顯示方式是指當(dāng)顯示器顯示某一字符時(shí)，七段數(shù)碼管的每段發(fā)光二極 管的位選始終被選中。在這種顯示方式下，每一個(gè)LED數(shù)碼管顯示器都需要一 個(gè)8位的輸出口進(jìn)行控制。靜態(tài)顯示主要的優(yōu)點(diǎn)是顯示穩(wěn)定，在發(fā)光二極管導(dǎo) 通電流一定的情況下顯示器的亮度大，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，在需要更新顯示內(nèi)容 時(shí)，CPU才去執(zhí)行顯示

20、更新子程序，這樣既節(jié)約了CPU的時(shí)間，又提高了CPU的工作效率。其不足之處是占用硬件資源較多，每個(gè)LED數(shù)碼管需要獨(dú)占8條輸出線。隨著顯示器位數(shù)的增加，需要的I/O口線也將增加。方案二：動(dòng)態(tài)顯示方式所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是單片機(jī)定時(shí)地對(duì)顯示模塊件掃描。在這種方法中，顯 示模塊件分時(shí)工作，每次只能有一個(gè)器件顯示。但由于人視覺(jué)的暫留現(xiàn)象，所 以仍感覺(jué)所有的器件都在顯示。如許多單片機(jī)的開(kāi)發(fā)系統(tǒng)及仿真器上的6位顯 示模塊即采用這類(lèi)顯示方法。此種顯示方法的優(yōu)點(diǎn)是使用硬件少，因而價(jià)格 低。但它占用機(jī)時(shí)長(zhǎng)，只要單片機(jī)不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。由此可 見(jiàn)，這種顯示將使計(jì)算機(jī)的開(kāi)銷(xiāo)増大。由于8051單片機(jī)本身提

21、供的I/O口有限，因此我們選擇方案二一一動(dòng)態(tài)掃 描方式。掃描方式中在輪流點(diǎn)亮掃描過(guò)程中，每位顯示器的點(diǎn)亮?xí)r間是極為短 暫的約IMS,盡管實(shí)際上各位顯示器并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠 快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感。節(jié)約了電能，節(jié)省 了I/O口4 4八段數(shù)碼管原理占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第14頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)數(shù)碼管內(nèi)部由8個(gè)發(fā)光發(fā)光二極管組成，排成一個(gè)8字，可以組成0到9數(shù)字以及A-F字符的表示形式。管原理圖表2顯示數(shù)字及其所對(duì)應(yīng)的代碼顯示數(shù)字1234程序輸入數(shù)06H5BH4FH66H顯示數(shù)字5678程序輸入數(shù)6DH7DH07H7FH顯示數(shù)字90AB程序輸入數(shù)6FH3FH77H7

22、CH顯示數(shù)字CDEF程序輸入數(shù)39H5EH79H71H圖54八位數(shù)碼f oo圖53八段數(shù)碼管引腳圖占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第15頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)第5章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件是該LED顯示屏控制系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中我們 也才用了模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)的各部分功能編寫(xiě)成子模塊的形式，這樣増強(qiáng)了 系統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。5. 1主程序主程序包括系統(tǒng)初始化及顯示程序，是一個(gè)死循環(huán)系統(tǒng)。其流程圖如圖所示：5.2系統(tǒng)初始化子程序在此程序中，給所有變量賦初值，有鍵盤(pán)掃描口、選擇串行口工作方式SCON、狀態(tài)標(biāo)志位flag.初始頻率與占空比及其定時(shí)、定時(shí)器0與定時(shí)器1的 工作方式等。初始化時(shí)啟動(dòng)了定時(shí)器0與

23、定時(shí)器1。5. 3顯示子程序利用分離頻率的各位數(shù)值，將各位數(shù)值分別顯示出來(lái)。在程序中利用了頻 率顯示的高位滅零的方法以致最高位為0時(shí)就不顯示，以致顯示效果美觀化。占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第16頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)共有五位是顯示頻率的，若頻率小于10000時(shí)，則萬(wàn)位不顯示；若頻率小于1000時(shí)，則萬(wàn)位與千位都不顯示，依次類(lèi)推。占空比的顯示規(guī)律與頻率的一樣。顯示子程序流程圖如圖4-2所示：圖4-2顯亦子程序流程圖5.4鍵盤(pán)掃描程序鍵盤(pán)掃描用外中斷0實(shí)現(xiàn)，采用的是線反法，鍵盤(pán)掃描碼采用逐行掃描的 方法。關(guān)于鍵盤(pán)掃描程序的說(shuō)明：頻率可調(diào)時(shí)，占空比保持原狀不變，反之亦然，只能進(jìn)行單一變量的調(diào) 節(jié)，狀態(tài)標(biāo)志flag的初

24、始值為0o(1)頻率調(diào)節(jié)：i=0時(shí)，按鍵為狀態(tài)鍵，此時(shí)flag加1,即flag-1,此時(shí)進(jìn)行頻率的調(diào) 節(jié)?？梢赃M(jìn)行加1Hz、減1Hz、加100Hz、減100Hz操作，分別由1號(hào)鍵、2號(hào) 鍵、3號(hào)鍵、4號(hào)鍵控制。如果按住某個(gè)鍵不放，便會(huì)執(zhí)行連續(xù)加值或減值操 作。這里的頻率的最大值為15000Hz,當(dāng)頻率增至最大值時(shí)，還按增值鍵.此占空比可調(diào)的方波發(fā)生器時(shí)頻率會(huì)自動(dòng)跳到1Hz開(kāi)始繼續(xù)増加。 同理， 頻率的最小值為1Hz,當(dāng)減頻率 減至最小值時(shí)，再按減頻率鍵，則頻率會(huì)跳到15000Hzo(2)占空比調(diào)節(jié)：當(dāng)狀態(tài)值flag二二2時(shí)，此時(shí)頻率保持不變，進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)。只可進(jìn)行加1與減1操作，分別由1號(hào)鍵

25、、2號(hào)鍵控制。要注意的是占空比的初值是50%,我們定義的ZKB為50(百分比的分子部 分，為一整數(shù))，故調(diào)節(jié)占空比時(shí)，ZKB會(huì)進(jìn)行加1,減1操作。ZKB的最大值 為99,當(dāng)增到最大值時(shí)，便會(huì)返回到值1,如此循環(huán)。(3)為了減輕單片機(jī)的工作量，在軟件設(shè)計(jì)中采取了這樣的措施，在修改 參數(shù)確定后才進(jìn)行定時(shí)器初值TCO、TC1的計(jì)算。鍵盤(pán)中斷處理子程序流程圖與鍵處理流程圖分別如圖4-3、圖4-4所示：占空比可調(diào)的方波發(fā)生器占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第18頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)5. 5定時(shí)中斷子程序定時(shí)器中斷子程序中有定時(shí)器0與定時(shí)器1中斷，頻率定時(shí)器0中斷流程 圖與占空比定時(shí)器1流程圖分別如圖4-5.圖4-6所示。(1

26、)定時(shí)器0遇中斷執(zhí)行的操作有復(fù)位，啟動(dòng)自身進(jìn)行頻率定時(shí)，同時(shí)啟 動(dòng)定時(shí)器1,進(jìn)行占空比定時(shí)，輸出高電平。(2)定時(shí)器1遇中斷，停止自身的計(jì)時(shí)，輸出低電平。圖4-5頻率定時(shí)器0中斷流圖4-6占空比定時(shí)器1中斷流5.6匯編程序CISHU EQU 31HLOWO EQU 32HHIGHO EQU 33HBILI EQU 34HHL EQU 35HUP EQU 16HDOWN EQU 15HCP EQU OCHDP EQU ODH占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第19頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP TINOORG 0040HZHONGDUAN:DB 100 50 20 1

27、0ZHANKONG:DB 8, 6, 5, 4, 2MAIN:MOV TMOD,#02HSETB EASETB ETOMOV PINLV, #00HMOV BILI, #02HLCALL GOONLJMP MLOOPZHUANGRU:MOV A, PINLVRU1:MOV THO, #06HMOV TLO, #06HJISHU:SETB HLSETB TROSETB Pl. 0MOV CISHU, #01HMOV DPTR, ttZHANKONGMOV A, BILIMOVC A, A+DPTRMOV LOWO, AMOV B, #10XCH A, BSUBB A, BMOV HIGHO, A

28、RETOUTBIT EQU 08002HOUTSEG EQU 08004HIN EQU 08001HLEDBUF EQU 60HLEDPINLVMAP:DB OOH, OOH, 06H, 3FH占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第20頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)DB OOH, OOH, 5BH, 3FHDB OOH, OOH, 6DH, 3FHDB OOH, 06H, 3FH, 3FH LEDZHANKONGMAP:DB 7FH, 3FHDB 7DH, 3FHDB 6DH, 3FHDB 66H, 3FHDB 5BH, 3FHDELAY:MOVR7, #0DELAYLOOP:DJNZR7, DELAYLOOPDJNZR6, D

29、ELAYLOOPRETDISPLAYLED:MOVRO, ftLEDBUFMOVRl, #6MOVR2, #00100000BLOOP:MOVDPTR, #OUTBITMOVA, #0MOVX DPTR, AMOVA, ROMOVDPTR, #OUTSEGMOVX DPTR, AMOVDPTR, #OUTBITMOVA, R2MOVX DPTR, AMOVR6, #1CALLDELAYMOVA, R2RRAMOVR2, AINCRODJNZRl, LOOPMOVDPTR, ttOUTBITMOVA, #0MOVX DPTR, ARETTESTKEY:MOVDPTR, #OUTBITMOVA,

30、#0MOVX DPTR, A占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第21頁(yè)共弭頁(yè)MOVDPTR,#INMOVXA, DPTRCPLAANLA, #OFHRETKEYTABLE:DB16H,15H, 14H, OFFHDB13H,12H, 11H, 10HDBODH,OCH, OBH, OAHDBOEH,03H, 06H, 09HDBOFH,02H, 05H, 08HDBOOH,01H, 01H, 07HGETKEY:MOVDPTR, #OUTBITMOVP2, DPHMOVRO, #LOW(IN)MOVRl, #OO1OOOOOBMOVR2, #6KLOOP:MOVA, R1CPLAMOVXDPTR, ACP

31、LARRAMOVRl, AMOVXA, ROCPLAANLA, #OFHJNZGOON1DJNZR2, KLOOPMOVR2, #OFFHSJMPEXITGOON1:MOVRl, AMOVA, R2DECARLARLAMOVR2, A;MOVA, R1MOVRl, #4LOOPC:RRCAJCEXIT(R2-l)*4占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第22頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)INCDJNZR2Rl, LOOPCEXIT:MOVA, R2MOVDPTR, itKEYTABLEMOVC A, A+DPTRMOVR2, AWAITRELEASE:MOVDPTR, #OUTBITCLRAMOVX DPTR, AMOVR6,

32、#5CALLDELAYCALLTESTKEYJNZWAITRELEASEMOVA, R2RETGOON:MOVRO,SLEDBUFMOV DPTR, #LEDPINLVMAPMOVB, #4MOVA, PINLVMULABMOVR2, AMOVRl, #4GOONLOOP:MOVA, R2MOVCA, A+DPTRMOVRO, AINCR2INCRODJNZRl, GOONLOOPGOON2:MOVDPTR, #LEDZHANKONGMAPMOVB,#2MOVA,BILIMULABMOVR2,AMOVRl,#2GOONLOOP2:MOVA, R2MOVCA, A+DPTRMOVRO, AINC

33、R2INCRO占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第23頁(yè)共弭頁(yè)DJNZ Rl, G00NL00P2RETKEYPRESSED:CALLGETKEYMOVB, AXRLA, #DOWNJNZKEYOMOVA, PINLVXRLA, #0JZKEY3DECPINLVSJMPKEY3KEYO:MOVA, BXRLA, #UPJNZKEY1MOVA, PINLVXRLA, #3JZKEY3INCPINLVKEY1:MOVA,BXRLA, #CPJNZKEY2MOVA,BILIXRLA, #0JZKEY3DECBILIKEY2:MOVA,BXRLA,#DPJNZKEY3MOVA, BILIXRLA, #4JZKEY

34、3INCBILIKEY3: LCALLZHUANGRUSJMP ML00P1MLOOP:CALL ZHUANGRUMLOOP1: CALL TESTKEYJNZKEYPRESSEDCALLGOONCALLDISPLAYLED占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第24頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)SJMP ML00P1TINO:PUSH PSWPUSH APUSH BDJNZ CISHU, FANHUICPL Pl. 0CPL HLMOV DPTR, ftZHONGDUANMOV A, PINLVMOVC扎A+DPTRMOV B, #5DIV ABJB HL, HIGHLEVELMOV B, LOWOL川P FUZHI HIGHL

35、EVEL:MOV B,HIGHOFUZHI:MUL ABMOV CISHU, AFANHUI:POP BPOP APOP PSWRET IEND第6章系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析6.1硬件調(diào)試硬件的測(cè)試首先是檢查電路的邏輯線路是否正確，如果正確再檢查原理圖的線路連接是否正確，電路的布局安排是否合理等等。軟件的測(cè)試只要是檢查程序的語(yǔ)法是否正確，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)安排是否妥當(dāng)，時(shí)序是否正確，整體流程安排占空比可調(diào)的方波發(fā)生器第25頁(yè)共蟲(chóng)頁(yè)是否合理。上面兩部檢查妥當(dāng)后，就到了系統(tǒng)調(diào)試最關(guān)鍵的一步，軟硬件的協(xié) 同調(diào)試，問(wèn)題往往在此才能被發(fā)現(xiàn)。6. 2軟件調(diào)試在軟硬件協(xié)同調(diào)試時(shí)，硬件問(wèn)題比較少，主要體現(xiàn)在上拉電阻的使用，濾 波電容的使用等，極少發(fā)生邏輯上的錯(cuò)誤。硬件的問(wèn)題往往是致命的問(wèn)題，其 不易察覺(jué)，發(fā)現(xiàn)之后電路更改也不容易。這就需要我們不斷的實(shí)驗(yàn)，在實(shí)戰(zhàn)中 摸索出規(guī)律，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在以后的電路設(shè)計(jì)中能設(shè)計(jì)出穩(wěn)定的抗干擾能力 強(qiáng)的電路。 軟件問(wèn)題是調(diào)試中遇到問(wèn)題最多的，此系統(tǒng)中出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題有以下 幾處：1、鍵盤(pán)中斷處理程序中中斷入口后，沒(méi)有關(guān)掉外部中斷，出